实验：气体体积测定

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1、实验探究 ：气体体积的测定原理、方法、误差分析1. 气体体积的测定（1）原理：对于难溶于水且不与水反应（或无法用试剂直接吸收）的气体（如H 02 2等）通常采用排水量气法测定它们的体积，根据排出的水的体积来确定气体的体积。装置（a）： （1）集气瓶至量筒之间的那段导管内液体无法读出，使测定的气体体积偏 小（改进方法：实验前将导管注满水）（2）为保证量筒内气体的压强与外界大气压强相等，故量筒内外液面应相平，当量 筒内液面高于量筒外液面时，应将量筒下移，反之，应上移。装置（b）：测定气体，应当使气体冷却到室温，再调整液面使量筒内外液面相平，再 读书装置（c）：实验时水面要没过漏斗颈部，量筒装满水，

2、反应在漏斗中进行，生成的气 体为量筒内气体体积装置（d）：避免了（a）的不足，但它操作复杂。其实验步骤：1检查装置气密性2. 连接好装置后，在量气管内注满水，上下移动乙管，使两管液面相平并读数3.反应完 毕，再次上下移动乙管，使两管液面相平并再次读数（两次读数得出气体体积） 装置应用范围：有气体参与或有气体生成的实验。主要是测定某组分的质量分数体积分数确定某气体（或物质）的相对分子质量 实验关键：无论是直接测量法还是间接测量法，准确读取液面是关键。在读数之前，必须保证气体的温度压强均与外界相同。为此，应等所制备气体的温度与环境一致后，通过调节两端液面，到两端高度相同时再读取体积3）实验注意事项

3、（误差分析） 1.检查装置气密性（没有进行装置的气密性检查一V（排）偏低一一气体体积偏小）2若反应物为金属，需注意除去表面的氧膜（如：镁带表面氧化镁没有擦除或没有除 尽）V（排）偏低一一气体体积偏小）3. 若需除膜，应先除膜再称量（如：称量好镁带后，用砂纸擦表面的氧化膜一一V（排） 偏低一一气体体积偏小）4保证所加药品充足，使样品物质完全反应（如：硫酸的量不足，镁带没有完全反 应）V（排）偏低一一气体体积偏小）5. 对于固液不加热实验装置连接好后，向装置中加入了液体，这部分液体排开的气体体积也要考虑。（如：未考虑反应装置内所加液体体积（排）偏高气体体积偏大）6. 对于固体加热实验或反应放热的实

4、验装置完全冷却再读数（没有冷却到室温读数一 V（排）偏高气体体积偏大）7. 考虑气体在水中的溶解性，极少的气体溶于水，也会产生误差（实测气体体积偏大）8. 读数时，保证装置内外气体压强相等。9. 如果可以，通过反应前后反应物总质量之差也可计算出气体的质量或体积10. 若要用到量筒，要考虑到量筒的精确度是，先估计好所测气体体积的大小，选择 适当大小量程的量筒；并且天平称量也会有一定误差。11. 定量实验存在误差是一定的、允许的，重要的是误差要控制在合理的范围内。1、某化学兴趣小组的同学欲在常温、常压下，用一定质量的镁与足量的稀硫酸反应， 测定镁的相对原子质量。利用如下图所示的装置(盛放镁条的隔板

5、有小孔，图中固定装 置已略去)进行实验，充分反应后，测得生成氢气的体积为V。已知本实验条件下，氢 气的密度为P。关于该实验，有如下说法：连接仪器后，要先检查装置的气密性；打开分液漏斗 的活塞，可观察到乙中稀硫酸进入装置丙中；当丙中无气泡产生，立即读取量筒戊 中水的积，即为反应生成氢气的体积；装置中的空气对实验结果无影响；利用该 实验原理，还可以测定铜的相对原子质量。其中正确说法的个数有( )A.2个 B.3个C.4个 D.5个粗略测定加热一定质量的高锰酸钾所收集到的氧气体积.(2) 反应原理：加热高锰酸钾制氧气.化学方程式为.(3) 仪器认识：写出上图中仪器、的名称： ， (4) 装置连接：为

6、达到实验目的，各装置的正确连接顺序是(填接口的字母)：aT T Td 用收集到的氧气做细铁丝燃烧的实验时，发现瓶底炸裂，发生失误的操作原因可能是. 根据高锰酸钾的质量算出产生的氧气质量为理论值.如果实际测得氧气的体积超过理论值，你认为原因可能是n(1) 写出图中标号仪器的名称：; .(2) 实验室用高锰酸钾制取氧气，应选用的发生装置是 (填字母序号，下同)，若要收集一瓶干燥的氧气，应选择的收集装置时 .实验室用丐2溶液和no?混合制氧气，其中no?起作用，该反应的化学方程式为 .(4)同学们利用B和F装置，通过排水量来测定生成氧气的体积，反应结束后，发现量 筒内收集到的水的体积总是比理论值偏大

7、(水的体积测量标准)，其主要原因是4. 某化学小组利用下图所示装置测定铜锌合金样品中锌的质量分数(图中固定装置已 略去) 探究过程如下：1.连接实验装置并检查装置气密性II .向B中加入质量为m的铜锌合金粉末，由注射器A向B 缓缓加入稀硫酸，待B中不再有气体产生气体时，夹紧弹簧 夹，立即移出D中导管，准确读取并记录量筒内水的体积。III. 经过滤等操作，准确称量并记录B中剩余固体物质的质IV. 该小组的甲同学根据反应前后B中固体物质的质量计 算样品中锌的质量分数；乙同学认定量筒内测得水的体积 即为反应生成气体的体积，并利用该气体在常温下的密度，根据化学方程式进行相关 计算，得到样品中锌的质量分

8、数。请回答下列问题：(1) B中发生反应的化学方程式是。(2) 111中，正确的操作顺序是：过滤、称量。(3) 通过误差分析，化学小组发现乙同学所用数据不可靠。造成该数据不可靠的原因 及其对计算结果的影响是： II中，移出D中的导管内留存有水，导致计算结果偏小。 ，导致计算结果偏。锌洞合金槪脸软菅5. 小黄用如图装置测定铜锌合金中锌的质量分数和锌的相对原子质量.主要实验步骤 如下(必要的固定装置已略去)：连接装置并检查装置气密性；加入药品和水；记 录C中液面刻度(C为带有刻度的玻璃管)；由A向B 中滴加试剂至过量；待B中不再有气体产生并恢复至 室温后，记录C中液面刻度，计算得到气体的体积为Vm

9、L(经查，该气体密度为P g/L)；将B中剩余固体过 滤、干燥并称重，称得剩余固体质量为Wg.(1) A仪器的名称为 ;(2) B中发生的反应的化学方程式为： ；(3) 小黄在实验前将块状的铜锌合金磨成粉末状，其目的(4) 如何检验该装置的气密性：(5) 为使测得的气体体积更精确，记录C中液面刻度时，除使视线与凹液面的最低处相平外，还应 ;(6) 小黄发现实验中由于缺少某一步骤导致数据缺乏而无法计算，该步是：(7) 通常实验前须估算药品用量，如果实验过程中，发现盐酸的量不足，应中途加酸还是重新实验：; 理由是 6、某学习小组用如图所示装置测定锌铜合金中铜的质量分数.(已知：金属与酸时放 出一定

10、的热量)(1) 实验前，先将锌铜合金在稀酸中浸泡片刻，其目的(2) 实验操作步骤有：检查气密性，将药品和水装入各仪器中，连接好装置后，再进行的操作还有：记录C的液面位置； 将B中剩余固体过滤，洗涤，干燥，称重； 待B中不再有气体发生并恢复至室温后，记载C的液面地位； 由A向B滴加足量试剂；检查气密性.上述再进行的操作的顺序是 (填序号)；记载C的液面地位时，除视野平视外，还应(3) 该装置的气密性的检验方法是打开分液漏斗旋塞，从D管注入经济易得的，使U型管左右液面相平，关闭分液漏斗旋塞，提高管，_，说明装置的气密性好；(4) B中完全反应的判断依据是：(5) 若实验用锌铜合金的质量为ag，与稀

11、硫酸充分反应后，测得氢气体积为V L，为求出合金中铜的质量分数，还缺少的一个数据是;A.反应前加入稀硫酸的体积B.反应前加入稀硫酸的质量分数C.实验前反应装置中空气的体积D.实验条件下氢气的密度(6) 若a为，V为80mL，合金中铜的质量分数为 .(在实验条件下，丐的密度为L)；若实验用锌铜合金的质量为ag，与酸充沛反响后，B中剩余固 体的质量为bg，则铜的质量分数为(7) 实验过程中，若未冷却就读取气体体积，则测得铜的质量分数将(填“偏大”、“偏小”或“不受影响”).若未洗涤过滤所得的不溶物，则测得铜 的质量分数将 (填“偏大”“偏小”或“不受影响”).(8) 可指导老师认为，利用上述实验装

12、置，用测得的氢气的体积计算出的结果总会偏小，原因是。7小海、小林、小明三同学一起测定双氧水溶液中溶质的质量分数。查阅资料：2H O 2H O+ 0 T；常温下氧气密度为g/Lo2 2 2 2设计原理：将一定质量的双氧水样品与二氧化锰混合，测定反应产生的氧气的 质量，计算出HO的质量，继而得双氧水溶液中溶质的质量分数。22（1）小海首先设计：向装有样品溶液（20 g）的锥形瓶（75 g）中投入g二氧化猛，待双氧水反应完毕后测得锥形瓶和反应后混合物的总质量为g,则产生氧气的质量是_ g,双氧水溶液中溶质的质量分数为。（2）小林对小海的设计提出质疑后，设计如中图的方案（只在上述方案中的锥形瓶上 加一

13、干燥管），请你说明小林质疑的理由3）小明通过思考后，觉得他们的方案误差都较大，于是小明设计如右图的方案（试剂用量不变）。请你说明小明认为他们误差较大的原因：。如果要满足小明的要求，该实验需用mL的量筒。2、2KMnO4二二加热K2Mn04+Mn02+02T ；试管 量筒；c b；试管口没有放棉花团；集气瓶底没有放少量的水或铺一层细沙；未冷却到室温就读数3. （1）酒精灯 锥形瓶 （2）A E （3）催化 方程式略 所收集水的体积包含 了加入的过氧化氢溶液的体积（其他合理答案均可）（未移出F中的导管内留存有水，导 致计算结果偏小。4. （1）Zn +炉。二ZnSq +叮 洗涤（或洗净）、干燥 未

14、考虑B中液 体所占体积 大5. （1 ）分液漏斗（2）Zn+H2S04二二ZnS04+H2T（2分）（3）加快反应的速率【化学反应速率和 很多因素有关，如接触面积，浓度，温度等】（4）提高D管，静止片刻后，C、D液面仍存 在高度差，则气密性良好【管内空气如果与外界空气连通的话，就不会保持高度差。】 （5） 使D、C中的液面相平【这个利用连通器原理，最右边的管子可以上下移动，保持液面平就 能使中间管子里的气体保持在标准大气压下。气压如果不同，气体的密度也会变化（气体 容易被压缩)，计算会有误差】 (6)测量铜锌合金样品的质量(7)重新实验，中途添加酸 时，会造成气体逸散，影响气体体积的精确测量.6. (1)除去合金外表的氧化膜(2)；使。和C的液面相平(3) 水，一段时间后，液面不下降(4)B中不再有气泡产生(5)D(6)%；(a b)/aX100%偏小；偏大(8)未考虑B中稀硫酸的体积7、(1)；% (2)氧气会带走水蒸气(3) 托盘天平的精确度为，误差较大；需用500 mL量筒(因为产生氧气的体积约是 282 mL)。